A designed ankyrin-repeat protein that targets Parkinson's disease-associated LRRK2.

Araştırma özeti

Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by

Leucine zengin tekrar kinaz 2 (LRRK2), iki katalitik etki alanı, bir kinaz ve bir GTPaz'ın yanı sıra bir WD40 etki alanı da dahil olmak üzere protein etkileşim alanlarını içeren büyük bir multidomain proteinidir. Parkinson hastalığının hem ailesel hem de sporadik formları ile artmış LRRK2 kinaz aktivitesinin birleşmesi, hücresel fonksiyonunu belirlemede yoğun bir ilgiye yol açmıştır. Bununla birlikte, LRRK2'ye bağlanabilen ve hücresel aktivitesini bildiren veya etkileyen küçük molekül sondalarına ihtiyaç vardır. Burada, E11 adı verilen ilk yüksek afiniteli LRRK2-bağlayıcı tasarlanmış ankyrin-repeat proteininin (DARPin) tanımlanmasını ve karakterize edilmesini bildiriyoruz. Cryo-EM kullanarak, DARPin E11'in LRRK2 WD40 etki alanına bağlandığını gösteriyoruz. DARPin E11'e bağlı LRRK2, cryo-EM ızgaralarında gelişmiş davranış gösterdi ve bu da daha yüksek çözünürlüklü LRRK2 yapıları ile sonuçlandı. DARPin E11, LRRK2'nin in vitro olarak kesilmiş bir formunun katalitik aktivitesini etkilemedi, ancak hücrelerde LRRK2 substratı olan Rab8A'nın fosforilasyonunu azalttı. Ayrıca, DARPin E11'in WD40 tabanlı dimerizasyon gerektirdiği bilinen hücrelerde mikrotübüle bağlı LRRK2 filamentlerinin oluşumunu bozduğunu bulduk. Böylece, DARPin E11, LRRK2'nin işlevini ve disfonksiyonunu araştırmak ve kinaz yerine WD40 etki alanını hedefleyen LRRK2 kinaz inhibitörlerinin geliştirilmesine rehberlik etmek için yeni bir araçtır.

Özgün kaynak özetini okuyun

Leucine rich repeat kinase 2 (LRRK2) is a large multidomain protein containing two catalytic domains, a kinase and a GTPase, as well as protein interactions domains, including a WD40 domain. The association of increased LRRK2 kinase activity with both the familial and sporadic forms of Parkinson's disease has led to an intense interest in determining its cellular function. However, small molecule probes that can bind to LRRK2 and report on or affect its cellular activity are needed. Here, we report the identification and characterization of the first high-affinity LRRK2-binding designed ankyrin-repeat protein (DARPin), named E11. Using cryo-EM, we show that DARPin E11 binds to the LRRK2 WD40 domain. LRRK2 bound to DARPin E11 showed improved behavior on cryo-EM grids, resulting in higher resolution LRRK2 structures. DARPin E11 did not affect the catalytic activity of a truncated form of LRRK2 in vitro but decreased the phosphorylation of Rab8A, a LRRK2 substrate, in cells. We also found that DARPin E11 disrupts the formation of microtubule-associated LRRK2 filaments in cells, which are known to require WD40-based dimerization. Thus, DARPin E11 is a new tool to explore the function and dysfunction of LRRK2 and guide the development of LRRK2 kinase inhibitors that target the WD40 domain instead of the kinase.

Bilimsel değerlendirme

Araştırma sorusu

Sorunun kapsamı orijinal çalışma üzerinden değerlendirilir.

Yöntem ve örneklem

Çalışma tasarımı ve örneklem için kaynak makaleyi kontrol edin.

Temel bulgular

Bu kayıt için editoryal olarak onaylanmış bulgu özeti henüz yayımlanmadı.

Sınırlılıklar

Sonuçların genellenebilirliği, yanlılık ve klinik anlamı ayrıca incelenmelidir.

Bibliyografik veriden yöntem, örneklem veya klinik sonuç çıkarımı yapılmaz.